JPH0654195B2 - 蓄熱槽 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷房用冷水や暖房用温水等の種々の熱媒液を貯
留対象とする蓄熱槽に関する。

〔従来の技術〕

従来、熱媒液貯留部に蛇行流路を形成するもぐり堰形式
等の蓄熱槽に比して、熱媒液貯留部を単なる箱状室に形
成する簡易な蓄熱槽にあっては、実公昭５９−２３９７
３号公報に示されるように、槽内の一側における上部
に、高温ヘッダ、並びに、その高温ヘッダと高温熱媒液
用給排管路とを接続する均圧管及び複数連通パイプを配
設し、一方、その槽内一側における下部に、低温ヘッ
ダ、並びに、その低温へッダと低温熱媒液用給排管路と
を接続する均圧管及び複数連通パイプを配設し、そし
て、高温ヘッダ及び低温ヘッダの夫々に、熱媒液を水平
方向で熱媒液貯留部に対し吐出・吸入する横長のスリッ
ト状ノズルを設けたものがある。……（従来例１） 又、特開昭５９−１００３２５号公報に示されるよう
に、熱媒液貯留部の側の壁面を鉛直面とした立壁によ
り、槽内を熱媒液貯留部と熱媒液給排部とに仕切り、か
つ、その熱媒液給排部を横壁により上側仕切り部分と下
側仕切り部分とに仕切り、そして、上側仕切り部分と熱
媒液貯留部とを連通させる高温熱媒液用の上側熱媒液流
動路を、立壁の上端縁と貯留熱媒液の液面との間に位置
させるように形成するとともに、下側仕切り部分と熱媒
液貯留部とを連通させる低温熱媒液用の下側熱媒液流動
路を立壁の下端縁と槽の底壁との間に形成する構成とし
て、高温熱媒液用給排管路を上側仕切り部分に開口さ
せ、かつ、低温熱媒液用給排管路を下側仕切り部分に開
口させたものもある。……（従来例２） 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記の従来例１では、ヘッダ、均圧管、
複数の連通パイプといった複雑な管構造が熱媒液貯留部
の内部に位置するため、高温ヘッダから熱媒液貯留部へ
高温熱媒液を吐出し、かつ、それに並行して熱媒液貯留
部における下層の低温熱媒液を低温ヘッダへ吸入するこ
とに伴う熱媒液貯留部での熱媒液下向き流動や、逆に低
温ヘッダから熱媒液貯留部へ低温熱媒液を吐出し、か
つ、それに並行して熱媒液貯留部における上層の高温熱
媒液を高温ヘッダへ吸入することに伴う熱媒液貯留部で
の熱媒液上向き流動において、それら熱媒液の下向き流
動や上向き流動が上記複雑管構造の存在により乱され、
このため、熱媒液貯留部での熱媒液の貯留状態をこの種
の蓄熱槽にとって理想の温度成層状態に安定的に保つこ
とができず、熱媒液貯留部において上層の高温熱媒液と
下層の低温熱媒液とが混合することによる所謂混合熱損
失が大きくなる問題がある。

一方、従来例２では、熱媒液貯留部の側の壁面を鉛直面
として立壁により熱媒液給排部と熱媒液貯留部とを仕切
ることから、立壁上縁側の上側熱媒液流動路、及び、立
壁下縁側の下側熱媒液流動路を介しての熱媒液給排に伴
う熱媒液貯留部での熱媒液上下流動において、上記の如
き複雑な管構造の存在による流動の乱れは発生せず、上
記の従来例２に比べれば熱媒液貯留部における熱媒液貯
留状態は温度成層状態に比較的安定して保たれるもの
の、従来、この従来例２の実施においては、特開昭５９
−１００３２５号公報にも示されるように、熱媒液給排
部の上側仕切り部分に対し開口させる高温熱媒液用給排
管路を、その上側仕切り部分の上側近傍（すなわち、立
壁上縁側の上側熱媒液流動路の近傍箇所）で開口させ、
かつ、熱媒液給排部の下側仕切り部分に対し開口させる
低温熱媒液用給排管路を、その下側仕切り部分の下端近
傍（すなわち、立壁下縁側の下側熱媒液流動路の近傍箇
所）で開口させているため、これら管路開口での熱媒液
吐出・吸入で生じる熱媒液乱れが熱媒液貯留部にまで及
んで熱媒液貯留部の貯留熱媒液が乱されるといったこと
が生じ、この点、熱媒液貯留部における熱媒液の貯留状
態を温度成層状態に安定的に保って混合熱損失を防止す
る上で、未だ改善の余地がある。

本発明の目的は、上記の従来例２に対する合理的な改良
により、熱媒液貯留部における熱媒液貯留状態を温度成
層状態に一層安定的に保ち得るようにする点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による蓄熱槽の特徴構成は、 槽内を熱媒液貯留部と熱媒液給排部とに仕切る立壁を設
け、 前記給排部を上端仕切り部分と下側仕切り部分とに仕切
る横壁を設け、 前記上側仕切り部分と前記貯留部とを連通させる上側熱
媒液流動路を、前記立壁の上端縁と貯留熱媒液の液面と
の間に位置させるように形成し、 前記下側仕切り部分と前記貯留部とを連通させる下側熱
媒液流動路を前記立壁の下端縁と前記槽の底壁との間に
形成し、 前記立壁における前記貯留部の側の壁面を、その上端か
ら下端にわたって一連の鉛直面に形成し、 高温熱媒液用給排管路を前記上側仕切り部分の下底部近
傍で前記上側仕切り部分に開口させ、 低温熱媒液用給排管路を前記下側仕切り部分の上底部近
傍で前記下側仕切り部分に開口させたことにある。

〔作用〕

つまり、上記の特徴構成によれば、熱媒液貯留部の側の
壁面を上端から下端にわたって一連の鉛直面とした立壁
により、槽内を熱媒液貯留部と熱媒液貯留部とに仕切る
から、先述の従来例２と同様、立壁上縁側に形成の上側
熱媒液流動路を介し熱媒液貯留部へ高温熱媒液を供給
し、それに並行して、立壁下縁側に形成の下側熱媒液流
動路を介し熱媒液貯留部における下層の低温熱媒液を排
出することに伴う熱媒液貯留部での熱媒液下向き流動
や、逆に下側熱媒液流動路を介し熱媒液貯留部へ低温熱
媒液を供給し、それに並行して、上側熱媒液流動路を介
し熱媒液貯留部における上層の高温熱媒液を排出するこ
とに伴う熱媒液貯留部での熱媒液上向き流動において、
それら熱媒液の下向き流動や上向き流動を、上記立壁に
おける貯留部側鉛直壁面の案内作用により、乱れのない
安定的なピストン流状態へ効果的に近づけることができ
る。

しかも、本発明の上記特徴構成においては、熱媒液貯留
部における上側仕切り部分に対し開口させる高温熱媒液
用給排管路は、上側仕切り部分の下底部近傍で上側仕切
り部分に開口させるから、その管路開口での熱媒液吐出
・吸入で生じる熱媒液乱れは、上側仕切り部分の下底部
近傍における管路開口位置から立壁上縁側の上側熱媒液
流動路に至るまでの大きな距離及び大きな液容量の上側
仕切り部分内経路をもって充分に減衰させる（換言すれ
ば、管路開口での熱媒液動圧を充分に静圧化する）こと
ができ、これにより、立壁上縁側の上側熱媒液流動路に
おいては、その路巾の全巾にわたり均等で乱れのない安
定的な水平向き層流状態を保って熱媒液貯留部に対する
高温熱媒液の給排を行える。

また同様に、熱媒液給排部における下側仕切り部分に対
し開口させる低温熱媒液用給排管路は、下側仕切り部分
の上底部近傍で下側仕切り部分に開口させるから、その
管路開口での熱媒液吐出・吸入で生じる熱媒液乱れは、
下側仕切り部分の上底部近傍における管路開口位置から
立壁下縁側の下側熱媒液流動路に至るまでの大きな距離
及び大きな液容量の下側仕切り部分内経路をもって充分
に減衰させる（管路開口での熱媒液動圧を充分に静圧化
する）ことができ、これにより、立壁下縁側の下側熱媒
液流動路においても、その路巾の全巾にわたり均等で乱
れのない安定的な水平向き層流状を保って熱媒液貯留部
に対する低温熱媒液の給排を行える。

〔発明の効果〕

すなわち、本発明によれば、熱媒液貯留部と熱媒液給排
部とを仕切る立壁の貯留部側鉛直壁面の案内作用によ
り、熱媒液貯留部における熱媒液の上下流動を乱れのな
い安定的なピストン流状態へ効果的に近づけ得ることに
加え、熱媒液給排部における上側仕切り部分及び下側仕
切り部分夫々の容積を有効利用した減衰作用（静圧化作
用）により、立壁上縁側の上側熱媒液流動路及び立壁下
縁側の下側熱媒液流動路の夫々での熱媒液貯留部に対す
る熱媒液給排を、路巾の全巾にわたり均等で乱れのない
安定的な水平向き層流状態に保って行えることで、先述
の従来例１や従来例２に比べ、熱媒液貯留部における熱
媒液の貯留状態を温度成層状態に一層安定的に保つこと
ができ、これにより、蓄熱槽における混合熱損失を一層
低減し得る。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を第１図及び第２図に基づいて説明
する。

（１）は箱状のコンクリート構造体から成る蓄熱槽とし
ての空調用冷水槽であり、この冷水槽（１）の内部に
は、その内部空間を冷水貯留部（２）とその冷水貯留部
（２）に対する冷水給排部（３）とに仕切る立壁（４）
を、槽内の一側寄りで槽内の全巾にわたらせて設け、こ
れにより形成された冷水給排部（３）は、立壁（４）と
槽側壁とわたる横壁（５）により上下にほぼ二等分する
形態で上側仕切り部分（３Ａ）と下側仕切り部分（３
Ｂ）とに仕切ってある。

立壁（４）の上端縁側においては、上記給排部（３）の
上側仕切り部分（３Ａ）と貯留部（２）とを連通させる
隙間状の高温冷水用上側流動路（６）を立壁（４）の上
端縁と槽内貯留冷水の液面との間に位置させる状態で槽
内の全巾にわたって形成し、一方、立壁（４）と下端縁
と槽底壁との間には、上記給排部（３）の下側仕切り部
分（３Ｂ）と貯留部（２）とを連通させる同じく隙間状
の低温冷水用下側流動路（７）を槽内の全巾にわたって
形成してある。

そして、冷凍機や負荷側の空調器に接続する冷水循環路
のうち、高温側管路（８Ａ）を上記給排部（３）におけ
る上側仕切り部分（３Ａ）に対し開口させ、かつ低温側
管路（８Ｂ）を上記給排部（３）における下側仕切り部
分（３Ｂ）に対し開口させてある。

つまり、貯留部（２）に対する高温冷水の給排を、隙間
状の高温冷水用上側流動路（６）を介して貯留部（２）
の上層部で水平向きに行わせ、かつ、貯留部（２）に対
する低温冷水の給排を、高温冷水用上側流動路（６）の
鉛直下方に位置して同じ向きに開口する隙間状の低温冷
水用下側流動路（７）を介し貯留部（２）の下層部で同
じく水平向きに行わせることにより、この冷水給排に伴
う貯留部（２）内での貯留冷水の流動を鉛直向きのピス
トン流状にして、貯留部（２）における冷水貯留状態を
混合熱損失の防止に好適な温度成層状態に保つようにし
てある。

前記の立壁（４）は、貯留部（２）側の壁面をその上端
から下端にわたって一連の鉛直面に形成してあり、これ
により、上記の冷水給排に伴う貯留部（２）での貯留冷
水上下流動を、その立壁（４）の貯留部側鉛直壁面の案
内作用をもって、乱れのない安定的なピストン流状態へ
効果的に近づける。

前記の高温側管路（８Ａ）を給排部（３）の上側仕切り
部分（３Ａ）に対し開口させ、かつ、低温側管路（８
Ｂ）を給排部（３）における下側仕切り部分（３Ｂ）に
対し開口させるにあたって、高温側管路（８Ａ）は上側
仕切り部分（３Ａ）の下底部近傍で上側仕切り部分（３
Ａ）に開口させてあり、これにより、高温側管路（８
Ａ）における管路開口での冷水吐出・吸入で生じる冷水
乱れを、上側仕切り部分（３Ａ）の下底部近傍における
管路開口位置から立壁上縁側の高温冷水用上側流動路
（６）に至るまでの大きな距離及び大きな液容量の上側
仕切り部分経路で充分に減衰させて、高温冷水用上側流
動路（６）での貯留部（２）に対する高温冷水給排を、
路巾の全巾にわたり均等で乱れのない安定的な水平向き
層流状態で行わせる。

また、低温側管路（８Ｂ）は下側仕切り部分（３Ｂ）の
上底部近傍で下側仕切り部分（３Ｂ）に開口させてあ
り、これにより、上記の高温側管路（８Ａ）と同様、低
温側管路（８Ｂ）における管路開口での冷水吐出・吸入
で生じる冷水乱れを、下側仕切り部分（３Ｂ）の上底部
近傍における管路開口位置から立壁下縁側の低温冷水用
側流動路（７）に至るまでの大きな距離及び大きな液容
量の下側仕切り部分内経路で充分に減衰させて、低温冷
水用下側流動路（７）での貯留部（２）に対する低温冷
水給排も、路巾の全巾にわたり均等で乱れのない安定的
な水平向き層流状態で行わせる。

つまり、このように高温冷水用上側流動路（６）及び低
温冷水下側流動路（７）の夫々での冷水給排を路巾の全
巾にわたり均等で乱れのない安定的な水平向き層流状態
で行わせることにより、前記の立壁鉛直壁面の案内作用
による安定的ピストン流の形成と相まって、貯留部
（２）における冷水貯留状態を温度成層状態に安定的に
保つようにしてある。

尚、図中矢印は、低温冷水を冷凍機から槽（１）へ供給
し、かつ、高温冷水を槽（１）から冷凍機へ取り出すと
きの流動状態を示すが、低温冷水を槽（１）から負荷側
空調器へ取り出し、かつ、高温冷水を負荷側空調器から
槽（１）へ戻す蓄熱消費運転においては矢印の向きが全
て逆向きとなる。

〔別実施例〕

次に別実施例を説明する。

第３図及び第４図に示すように、槽（１）内の中央部に
互いに平行姿勢の２枚の立壁（４）の夫々を槽内の全巾
にわたって設け、これら２枚の立壁（４）の間に形成さ
れた給排部（３）を横壁（５）により上側仕切り部分
（３Ａ）と下側仕切り部分（３Ｂ）とに仕切り、そし
て、この上側仕切り部分（３Ａ）と貯留部（２）とを連
通させる隙間状の高温冷水用上側流動路（６）を各立壁
（４）の上端縁と槽内貯留冷水の液面との間に位置させ
るように形成するとともに、下側仕切り部分（３Ｂ）と
貯留部（２）とを連通させる隙間状の低温冷水用下側流
動路（７）を各立壁（４）の下端縁と槽底壁との間に形
成する構成とし、そして、この構成において、各立壁
（４）の貯留部側壁面を上端から下端にわたって一連の
鉛直面に形成するとともに、高温冷水用給排管路（８
Ａ）を上側仕切り部分（３Ａ）の下底部近傍で上側仕切
り部分（３Ａ）に開口させ、かつ低温冷水用給排管路
（８Ｂ）を下側仕切り部分（３Ｂ）の上底部近傍で下側
仕切り部分（３Ｂ）に開口させる構成としても良く、こ
の別実施例構成は、貯留部（２）の全体容積が大きい場
合に好適である。

貯留対象としては、冷房用冷水、暖房用温水、あるい
は、それら水熱媒に種々の薬剤を添加した熱媒液等、各
種の熱媒液を貯留対象とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を示し、第１図は縦
断面図、第２図は第１図におけるII−II線断面図であ
る。 第３図及び第４図は本発明の別実施例を示し、第３図は
縦断面図、第４図は第３図におけるIV−IV線断面図であ
る。 （１）……槽、（２）……貯留部、（３）……給排部、
（３Ａ）……上側仕切り部分、（３Ｂ）……下側仕切り
部分、（４）……立壁、（５）……横壁、（６）……上
側熱媒液流動路、（７）……下側熱媒液流動路、（８
Ａ）……高温熱媒液用給排管路、（８Ｂ）……低温熱媒
液用給排管路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】槽（１）内を熱媒液貯留部（２）と熱媒液
   給排部（３）とに仕切る立壁（４）を設け、 前記給排部（３）を上側仕切り部分（３Ａ）と下側仕切
   り部分（３Ｂ）とに仕切る横壁（５）を設け、 前記上側仕切り部分（３Ａ）と前記貯留部（２）とを連
   通させる上側熱媒液流動路（６）を、前記立壁（４）の
   上端縁と貯留熱媒液の液面との間に位置させるように形
   成し、 前記下側仕切り部分（３Ｂ）と前記貯留部（２）とを連
   通させる下側熱媒液流動路（７）を前記立壁（４）の下
   端縁と前記槽（１）の底壁との間に形成し、 前記立壁（４）における前記貯留部（２）の側に壁面
   を、その上端から下端にわたって一連の鉛直面に形成
   し、 高温熱媒液用給排管路（８Ａ）を前記上側仕切り部分
   （３Ａ）の下底部近傍で前記上側仕切り部分（３Ａ）に
   開口させ、 低温熱媒液用給排管路（８Ｂ）を前記下側仕切り部分
   （３Ｂ）の上底部近傍で前記下側仕切り部分（３Ｂ）に
   開口させた蓄熱槽。